DE3113169A1

DE3113169A1 - Fresnel-spiralreflektor verfahren zu seiner herstellung und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE3113169A1
Application number: DE19813113169
Authority: DE
Inventors: Dar-Veig 30345 Atlanta Ga. Ho; Richard A. 30318 Atlanta Ga. Steenblik
Original assignee: Georgia Tech Research Institute
Current assignee: Georgia Tech Research Institute
Priority date: 1980-04-07
Filing date: 1981-04-01
Publication date: 1982-01-28
Also published as: IT8148209A0; CA1162120A; GB2074342A; AU540349B2; US4350412A; IT1142472B; JPS56151904A; HK91485A; IL62457A0; IN155997B; AU6911381A; FR2479949A1; GB2074342B; MX150001A

Description

Dipl-lny Οιμί-Ohi'm Dipl-Irifj

E. Prinz - Dr. G. Hausor - G. Leiser

I t η M-IT o«i nt ι a h ·.» 19

8 München 60

30. März 198.1

GEORGIA TECH RESEARCH INSTITUTE

225 North Avenue

AtIani a , G<?orgia_ 303 32 /V. St . A.

Unser Zeichen: G 1490

FRESNEL - SPIRALREFLEKTOE

Verfahren zu seiner Herstellung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung bezieht sich auf Fresnel-Reflektoren, genauer gesagt auf Fresnel-Spiralreflektoren, Verfahren zur Herstellung von Spiralreflektoren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrene.
5

Es besteht ein großes Bedürfnis, insbesondere in armen Ländern der Dritten Welt, nach einem billigen Solar-Kochgerät, das Nahrung ohne die Notwendigkeit wertvollen Brennstoff zu verwenden, kochen kann. Traditionsgemäß waren Solar-Kochgeräte i'n der Form von Paraboloiden oder Halbkugeln. Jedoch sind derartige Formen schwierig herzustellen und müssen um ihre Form zu behalten aus Metall, Glasfaser oder hartem bzw. hochschmelzendem Kunstharz hergestellt sein. Alle diese Werkstoffe und die Herstellungsverfahren mit diesen Stoffen sind jedoch teuer. Als Ergebnis

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■-?■

daraus ist auch das fertiggestellte Kochgerät teuer. Des weiteren sind derartige Formen sperrig und erfordern beim Transport einen unverhältnismäßig hohen Bedarf an Raum. Da auch das Transportvolumen teuer ist, werden die Kosten nochmals erhöht. 5

Unter einem Fresnel-Reflektor versteht man einen Reflektor, der aus einem flachen Blatt bzw. einer dünnen Platte Materials hergestellt ist und konzentrische Ringe hat, die einen identischen Brennpunkt aufweisen. Die Verwendung eines Fresnel-Reflektors als Solar-Kochgerät würde vorteilhaft sein, da alle Teile des Fresnel-Reflektors von einem Materialblatt geschnitten werden könnten und keine komplexen dreidimensionalen Formen herzustellen wären; der Fresnel-Reflektor könnte aus billigen Werkstoffen, z.B. aluminierte bzw. mit Aluminium bedampfte Pappe oder aluminiertem Kunststoff, gemacht seinj der montierte Reflektor wäre im Profil sehr niedrig und würde leicht zu transportieren und zu lagern sein. Ein Fresnel-Reflektor mit konzentrischen Ringen ist in "Compact Solar Energy Concentrator", Robert W. Hosken in Electro-Optical Systems Design, Januar 1975» Seiten 32 - 35» offenbart. Der in diesem Artikel beschriebene Fresnel-Reflektor sieht jedoch Ringe vor, die in einen Rohling festen Materials maschinell bearbeitet sind. Für das maschinelle Bearbeiten der Ringe in die Rohlinge ist daher ein hohes Maß an Präzision erforderlich mit sich daraus ergebenden relativ hohen .

Herstellungskosten.

In der Vergangenheit wurde ein Fresnel-Reflektor, bei dem separate konzentrische Ringe verwendet werden, vorgeschlagen (z.B. "Evaluation of Solar Cookers" von Volunteers for International

$0 Technical Assistance for the U.S; Department of Commerce, Office of Technical Services). Jedoch hat ein derartiger Fresnel-Reflektor, der konzentrische Ringe verwendet, mehrere Nachteile. Jeder Ring des Fresnel-Reflektors muß separat montiert und angebracht werden, was eine zeitaufwendige Aufgabe darstellt. Des weiteren besteht jeder Reflektor aus vielen einzelnen Teilen. Da jeder Ring ein einzelnes Teil ist, existieren viele Teile, die falsch angeordnet oder beschädigt werden können.

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Ein preiswerter bzw. billiger, leicht transport}erbarer Reflektor würde auch auf anderen Gebieten der Sonnenenergie vorteilhaft sein. Beispieleweine könnte er bei der Dampferzeugung im niedrigen bis mittleren Temperaturbereich zur Energiegewinnung verwendet werden. Er könnte auch zur Erzeugung elektrischer Energie unter Verwendung eines Brayton- oder Stirling-Zyklus-Generators, der am Brennpunkt des Reflektors angeordnet ist, verwendet werden. Des weiteren wäre auch eine direkte elektrische Energieerzeugung mittels fotoelektrischer Umwandlung durch die Anordnung von Solar-Zellen am Brennpunkt des Reflektors möglich. Dementsprechend wäre ein billiger, leicht transportierbarer Fresnel-Ref]ektor in allen Bereichen der Solar-Ener^ieerzeugung vorteilhaft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen preiswerten, einfach herstellbar und montierbaren Presnel-Spiralreflektor, ein Verfahren zu seiner Herstellung, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Fresnel-Spiralreflektor mit einer negativen Brennweite, aber auch einen mit einer positiven Brennweite zu ermöglichen. Des weiteren soll ein Fresnel-Spiralreflektor geschaffen werden, der mit einer einfachen und raschen Betätigung zusammengebaut werden kann.

Weiterhin soll ein Fresnel-Spiralreflektor vorgesehen werden, dessen Reflektor aus einem einzigen Materialstück besteht.

Wenn eine mathematisch definierte Spirale auf einem Stück F]achmaterial entsteht bzw. in der Fläche abgewickelt ist und die Spirale entlang ihrer Spirallinie ausgeschnitten und "aufgewunden" bzw. in Wendel form aufgewickelt wird, werden die Arme bzw. Kreise oder Ringe der Spirale bezüglich der Ebene des ursprünglichen Blattes einen Neigungswinkel aufweisen. Der Neigungswinkel ist proportional zum Abstand des Armes bzw. des Spiralringes vom Zentrum der Spirale. Es wurde festgestellt, daß der Neigungswinkel dieser Spirale sich kontinuierlich ändert, so daß jeder Punkt auf der Spirale den richtigen Schrägstellungswinkel hat, um Sonnenlicht durch einen Brennpunkt zu reflektieren. Die Er-

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findung umfaßt daher die Berechnung einer Spirale, die auf einem Blatt flachen, reflektierenden Materials gebildet werden kann und die nach dem "Aufwendeln" einen vorbestimmten Brennpunkt aufweist. Die Spirale kann so ausgebildet werden, daß der sich ergebende Reflektor entweder eine positive oder eine negative Brennweite hat.

Ein derartiger Freanel-Spiralreflektor hat alle Vorteile eines Fresnel-Reflektora mit konzentrischem Kreis bzw. Kreisen und die zusätzlichen Vorteile, daß er schnell und einfach zusammengebaut werden kann und aus einem einzelnen Stück besteht.

Die entwickelte bzw. in einer Fläche abgewickelte Spirale kann unter Verwendung eines Computerprogramm3 zur Berechnung einer Spirale gebildet werden, die wenn sie aufgewunden ist, einen vorbestimmten maximalen Durchmesser, Brennweitenabstand, Konzentrationsverhältnis, geschätzte Überdeckung bzw. Abschattung, Reflexionsvermögen und eine Anzahl von Befestigungsstäben aufweist. Das Computerprogramm kann dann zum Aufzeichnen der entwickelten Spirale verwendet werden, die auf ein Blatt bzw. einen Bogen reflektierenden Materials übertragen , ausgeschnitten und aufgewunden werden kann, um den gewünschten Reflektor zu ergeben. Die aufgewundenen Arme bzw. Ringe des Reflektors können durch radiale Befestigungsstäbe, deren Lagen durch das Computerprogramm bestimmt werden können, an Ort und Stelle gehalten werden.

Als Alternative dazu kann zum Auftragen einer entwickelten Spirale auf ein sich drehendes Blatt eine Kurvenscheibe verwendet werden. Diese entwickelte bzw. in einer Fläche abgewickelte Spirale wird dann auf einen Bogen reflektierenden Materials wie bei der durch das Computerprogramm entwickelten Spirale übertragen.

Als eine weitere Möglichkeit kann die Kurvenscheibe selbst zum Auftragen der entwickelten Spirale auf den Bogen bzw. die dünne Platte reflektierenden Materials verwendet werden. In weiteren Alternativen könnte das Computerprogramm dazu verwendet werden um ein Band bzw. Magnetband zu generieren, das zur Steuerung

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■ti

einer NC-Maechine (numerisch gesteuerten) zum Ausschneiden der Spirale verwendet wird, oder eine Schablone könnte von dem Spiralmuster gemacht werden und die Schablone könnte zur Massenproduktion identischer Spiralmuster verwendet werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand teilweis schematischer Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf einen Fresnel-Spiralreflektor;

Fig. 2 eine schematiache Querschnitt!) -Ansicht de« Spiralreflektors von Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf eine entwickel-.,. te Spirale positiver Brennweite?

Fig. ^f eine Einzelheit eines Bereichs des Reflektors aus Fig. 2;

Fig. 5 eine schematische Querschnitts-Ansicht eines Fresnel-Spiralreflektors mit negativer Brennweite;

Fig. 6 eine schematische Draufsicht auf eine entwickelte Spirale mit negativer Brennweite;

Fig. 7 eine schematische Aufriß-Ansicht eines Fresnel-Spiralreflektors, der konvergierende Lichtstrah

len von einer Vielzahl von Spiegeln reflektiert;

Fig. 8 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Auftragen einer Spirale auf ein Blatt Material;
30

9 ein anderes Ausführungsbei spiel der Vorrichtung

von Fig. Bj
Fig. 10 eine Draufsicht auf eine Verbindungsstabanordnung;

Fig. 11 ein Detail der Verbindung zwischen einem der Ver-

bindungsstäbe und der Spirale;

Fig. 12 ein Auaführungsbeispiel eines Mittel

stücks für die Verbindungsstäbe von Fig. 10;

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Fig. 13 einen mittels eines Computers erzeugten Entwurf einer entwickelten Spirale;

Fig. 14 ein Gestell, das ein gleichseitiges Dreiecks-Gitternetz definiert;

Fig. 15 ein Gestell, das ein rechteckiges Gitternetz

festlegt;

Fig. 16 eine senkrecht zum Reflektor verlaufende Quer-Bchnitts-Aneicht eines konischen Reflektors vom Typ A-B;

"Ό Fig. 17 eine senkrecht zum Reflektor verlaufende Querschnitts-Ansicht eines konischen Reflektors vom Typ A;

Fig. 18 eine isometrische Ansicht des Reflektors von Fig. 17;

Fig. 19 eine senkrecht zum Reflektor verlaufende Querschnitts-Ansicht eines konischen Reflektors vom Typ P-B und

Fig. 20 eine senkrecht zum Reflektor verlaufende Querschnitts-Ansicht eines konischen Reflektors vom Typ P-A.

In Fig. 1 ist eine Draufsicht auf einen aufgewundenen Fresnel-^ Reflektor gezeigt. Der Reflektor hat eine auf den Boden projizierte Arm- bzw. Ringbreite von x. Die Spirale bzw. der innere Rand eines Spiralringes befindet sich in einem Abstand d vom Mittelpunkt des Polar-Koordinaten-Systems, d ändert sich mit dem Winkel β der Spirale. Der gleiche Reflektor ist in einem Querschnitts-Aufriß in Fig. 2 gezeigt. Wie entnehmbar ist, ändert sich der Neigungswinkel ψ jedes Abschnitts des Spiralreflektorringes mit dem Abstand d des Ringabschnitts vom Mittelpunkt des Polar-Koordinaten-Syetems. Man kann der Zeichnung auch entnehmen, daß die Brennweite eines reflektierten Lichtstrahles, der von der Basis des Ringabschnittes reflektiert wird, wobei die Basis der Ebene der aufgezeichneten Spirale entspricht, gleich f ist.

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Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf die Spirale, die auf einem flachen Bogen bzw. Blatt reflektierenden Materials derart entwikkelt worden ist, daß sich daraus, wenn man entlang der Spirallinie schneidet und aufwindet, der Presnel-Spiralreflektor der Fig. 1 und 2 ergibt. Die entwickelte Spirale von Fig. 5 hat für jeden Winkel ~*f- der Spirale einen Abstand D vom Mittelpunkt des Polar-Koordinaten-Systems. Um eine Spirale mit einer gewünschten, auf die Grundfläche projektierten Ringbreite χ und einem Durchmesser d auf einen flachen Bogen reflektierenden Materials auszubilden, ist es deshalb notwendig, zu berechnen, was D und ~y* bei einem aufgewendelten Fresnel-Spiralreflektor entspricht, der eine projektierte Spiralringbreite χ und einen Durchmesser d bei einem Windungswinkel Λ hat.

xß

2v cos (1/2 Tan'¹ ( ** ))

ΖτίΤ

Die obige Gleichung (1) gibt die Beziehung der Entfernung D der entwickelten Spirale zur gewünschten Brennweite f und der gewünschten Ringbreite χ bei einem Windungswinkel /3 an.

Ϋ = Γ

²ß sin(1/2

2» cos (1/2 Tan-1 (^) (4Λ + (^)²) cos ²(l/2 Tan"¹

(2)

In der vorstehenden Gleichung (2) ist die Beziehung bzw. Funktion des Winkels Ύ der entwickelten Spirale in Abhängigkeit von der gewünschten projektierten Ringbreite χ und der gewünschten Brennweite f für jeden Spiralwindungswinkel /3 angegeben. Hieraus kann eine entwickelte Spirale für jeden gewünschten sich

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-r*

daraus ergebenden spiralförmigen Fresnel-Reflektor mit einer vorbestimmten, projektierten Ringbreite, einem Brennpunkt und einem maximalen Windungsdurchmesser aufgezeichnet werden.

Die vorstehenden Gleichungen beziehen sich jedoch nur auf den innersten Rand eines Spiralann- bzw. Spiralringabschnittes, da es dieser Rand ist, der durch die Spirale entsprechend der vorausgehenden Gleichungen definiert wird. Das maximale Konzentrationsverhältnis liegt örtlich jedoch nicht am Brennpunkt des Lichts, das am untersten Teil jedes Ringabschnittes auftrifft, sondern am Brennpunkt ff des Lichts, das am radialen Zentrum jedes Abschnitts des Spiralarmes auftrifft. Vie man der Pig. 2 entnehmen kann, ist am Brennpunkt ff der Brennpunktsbereich ein Minimum (mw) und an -dieser minimalen Brennpunktbreite ist die Konzentration der Energie am größten. Daher ist es wünschenswert, eine entwickelte Spirale auf das Konzentrationsverhältnis in der minimalen Brennpunktbreite am Brennpunkt ff zu beziehen. Die Beziehung zwischen f und ff ist aus Gleichung (3) entnehmbar.

f =

d+ϋϋϊ' , ν

2 (3)

Die minimale Breite (mw) aus Gleichung (3) kann entsprechend Gleichung (^t) berechnet werden:

_bv/(1-G)_pd2 '

v~TK—

mw

G ist die prozentuale Überlappung bzw. Abdeckung; y ist die Reflektionsfähigkeit des Materials; CR ist das Konzentrationsverhältnis.

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Die Abdeckung (θ) in Prozent auπ Gleichung (^) kann aus Fig. h Behr leicht verstanden worden. Fig. k zeigt eine Nahaufnahme der Querschnitte zweier Abschnitte zweiar Spiralringe . Aus Fig. *f kann entnommen werden, daß die Lichtstrahlen 1, die von jedem Abschnitt bzw. Bereich des Spiralringes 2 reflektiert wer den, teilweise durch einen benachbarten Abschnitt eines Spiralringes blockiert bzw. abgedeckt werden können. Die prozentuale Angabe des blockierten Bereichs k wird durch (G) angegeben. Das Konzentrationsverhältnis (CR) aus Gleichung (4) ist einfach das Verhältnis, das in Benennungen mit "Sonnen"("suns") bzw. Sonnen stärken ausgedrückt wird, mit der die Sonnenenergie in der minimalen Brennpunktbreite (mw) multipliziert wird.

Darüber hinaus ist die auf den Boden projektierte Spiralringbreite χ ein Parameter, den man normalerweise anfänglich nicht kennt, um einen Reflektor mit bestimmten charakteristischen Merkmalen herzustellen. Sofern (mw) und (ff) bekannt sind, kann die projektierte Spiralringbreite χ aus Gleichung (5) berechnet werden:

[1 +

(Ta'n(l/2 Tarf^

-W ff ι ₍₅₎

Daher ergeben die obigen Gleichungen eine vollständige Beschreibung einer gewünschten Spirale, sofern eine Eingabe des maximalen gewünschten Durchmessers, des gewünschten Brennpunktabstandes, des gewünschten Konzentrationsverhältnisses, der gewünschten geschätzten Abdeckung und der Reflektionsfähigkeit des Reflektors eingegeben werden. Ein geeignetes Computerprogramm kann danach die minimale Brennweite (mw) für den äußersten Punkt der Spirale bzw. den äußersten Rand eines Spiralringes aus Gleichung (k) berechnen, die projektierte Ringbreite χ aus Gleichung (5) und den Brennpunkt f des inneren Randes jedes Punk- · tes in der Spirale aus Gleichung (3). Mit diesen Parametern kann die entwickelte Spirale nach den Gleichungen (1) und (2) aufge-

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zeichnet werden.

Eine zusätzliche Gleichung, die beim Aufzeichnen der entwickelten Spirale nützlich sein kann, ist die Gleichung,.die die Änderung des Durchmessers D der aufgewendelten Spirale zum Winkel β wiedergibt. Eine derartige Beziehung wird durch Gleichung (6) ausgedrückt:

dD ₌ _x x?ß sin (Ί/2 Tan"¹ (^jU)

^de Zv cos (1/2 Tan-l~e*pT ⁺ (4*2f + (m)²)cos² (1/2 Tan"¹ (JiI)

(6)

Die obigen Gleichungen beschreiben einen spiralförmigen Fresnel-Reflektor mit einer positiven Brennweite wie in Fig. 2. Fig. zeigt schematisch einen spiralförmigen Fresnel-Reflektor mit einer negativen Brennweite, während Fig. 6 eine entwickelte Spirale mit negativer Brennweite darstellt, die auf einen flachen Bogen reflektierenden Materials aufgezeichnet werden kann. Wie aus Fig. 5» die eine Ansicht im Querschnitt durch eine aufgewendelte Spirale darstellt, entnehmbar ist, liegt der Brennpunkt des reflektierten Lichtes bei einem spiralförmigen Fresnel-Reflektor mit einer negativen Brennweite auf der dem einfallenden Licht gegenüberliegenden Seite des Reflektors. Ferner sind die Winkel, die die Spiralringe 2 mit der Horizontalebene bilden, sehr viel größer als die eines Reflektors mit· einer positiven Brennweite. Vie Fig. 6 des weiteren zeigt, muß ein Reflektor mit einem negativen Brennpunktabstand in einer entgegengesetzten Richtung zu der eines Reflektors mit einer positiven Brennweite aufgewendelt bzw. aufgewunden werden, so daß die äußeren Wicklungen bzw. Bandringe der entwickelten Spirale die innersten Bandringe des aufgewendelten Spiralreflektors werden. Die entwickelte Spirale für einen Fresnel-Spiralreflektor mit negativer Brennweite kann in einem Verfahren, das ähnlich dem für den Reflektor mit positiver Brennweite ist, entwickelt werden, mit Ausnahme, daß die Gleichungen (1), (2) und

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(6) entsprechend durch Gleichungen (?), (8) und (9) wie nachfolgend ersetzt werden müssen:

X0

D = 2π sin(l/2 Tan"¹(JUL)) (7)

Zvf

Y = /^ß \/ d² + (-X- )² - (^dD)²
V ^V2n ^{; l}dT

d D -

x²ß cos (1/2 Tan"¹ (2nf))

p-

π sm(l/2 Tan"¹^)) (₄,2f + ψ ) _(/

(9)

Obwohl der spiralförmige Fresnel-Reflektor typischerweise zum Konzentrieren direkter Sonnenstrahlen verwendet wird und die obigen Gleichungen einen Spiralreflektor für eine derartige Konzentration paralleler Strahlen vorsehen, kann der spiralförmige Fresnel-Reflektor auch als ein Sekundär-Reflektor zur Konzentration konvergierender Strahlen verwendet werden, z.B. für die von einem Feld von Spiegeln reflektierten Strahlen. Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung eines spiralförmigen Freenel-Reflektors 2, der zwischen einem Feld reflektierender Spiegel 6 und dem scheinbaren Brennpunkt F des Spiegelfeldes örtlich angeordnet ist. Der Fresnel-Spiralreflektor 2 ist in einer Höhe H von dem Feld der Spiegel lokalisiert und der scheinbare, bzw. gedachte Brennpunkt F des Spiegelfeldes liegt in einer Höhe JJ vom Feld der Spiegel 6. Ein spiralförmiger Fresnel-Reflektor, der die konvergierenden Strahlen in einem gewünschten Brennpunkt DFP konzentriert, kann aus einer entwickelten Spirale gebildet werden, die nach der obigen Gleichung (2) aufgezeichnet ist, in der f nach den folgenden Gleichungen (1O) und (11) berechnet werden kann:

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f = (νΛτ) Tan

IS

(10)

= dmaxf

Unter Verwendung der Gleichungen (1O) und (11) braucht man daher nur die gewünschten Höhen H und 3^ ebenso wie die anderen gewünschten Parameter, z.B. den maximal gewünschten Durchmesser, die Brennweite, das Konzern trationsverhältnis, die geschätzte Überlappung und die Reflektionsfähigkeit des Reflektors vorwählen, um eine entwickelte Spirale aufzuzeichnen, die zur Bildung eines spiralförmigen Fresnel-Reflektors, der für konvergierende Lichtstrahlen verwendbar ist, aufwinden zu können.

Ein alternatives Verfahren zum Auftragen bzw. Aufzeichnen der entwickelten Spirale für den spiralförmigen Fresnel-Reflektor erfolgt unter Verwendung der in Fig. 8 gezeigten Vorrichtung. Fig. θ veranschaulicht eine schematische Darstellung einer mechanischen Vorrichtung zum Auftragen einer entwickelten Spirale.

Ein Stück flachen, reflektierenden Werkstoffs bzw. Materials 10, oder eine Schablone, ist zur Rotation um eine Achse 12 angeordnet. Die Achse 12 wird zur Rotation auf einer starren Führung 14-getragen und umfaßt einen Zahnrad trieb 16. Der Zahnradtrieb 16 greift mit einer Zahnstange 18 ineinander, die mit einer Kurvenscheibe 20 verbunden ist und die wiederum einen Stift 22 gegen die Gegenkraft einer Feder 2k führt. Wenn das Material 10 in der Richtung 26 gedreht wird, oder wenn die Kurvenscheibe 20 in die Richtung 28 bewegt wird, bewirkt daher die Rotation des Materials und die Bewegung des Stiftes 22, verursacht durch die Kurvenscheibe 20, daß der Stift 22 eine Spirale 50 auf das Material 10 schreibt. Die Form der Kurvenscheibe 20 kann auf der Basis der Gleichungen vorbestimmt werden. Dieses Verfahren zur Entwicklung bzw. zum Abwickeln der Spirale in einer Fläche ist dann nützlich, wenn eine große Anzahl identischer Spiralen hergestellt

JO werden sollen.

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Wenn erat einmal die entwickolte Spirale aufgetragen int, kann sie auf einen Bogen flachen, ref1oktieronden Material», z.B. aluminierten bzw. mit Aluminium bedampften, flexiblen Kunststoff oder aluminiertes Mylar, das auf Polyäthylen mit niedrigern Molekulargewicht gebunden bzw. aufgeklebt ist oder jedes andere reflektierende dünnlagige Material, übertragen werden. Die entwickelte Spirale kann auch direkt auf -das reflektionsfähige Material aufgetragen werden. Nachdem die entwickelte Spirale auf das reflektionsfähige Material aufgetragen ist, wird der reflektionsfähige Materialbogen entlang der Spirallinie geschnitten.

Andere Materialien, die für den spiralförmigen Fresnel-Reflektor verwendet werden können, sind Hartfaserplatte bzw. Preßplatte (masonite; z.B. ca. 3,17 mm (ΐ/β") dicke Preßplatte) mit auf einer Seite aufgeklebter Aluminiumfolie bzw. metallkaschiertem Papier, dünner Aluminiumbogen und Pappe mit einer reflektionsfähigen Oberfläche aus Aluminiumfolie.

Nachdem die entwickelte Spirale ausgeschnitten ist, ist es notwendig, die Spirale aufzuwinden bzw. aufzuwendein, um den Spiralreflektor zu erhalten. Im Falle eines Fresnel-Spiralreflektors mit positiver Brennweite wird der äußerste Bereich des Spiralarms der in der Fläche abgewickelten Spirale in einen festen Abstand vom Mittelpunkt der Spirale angeordnet und das Zentrum der Spirale wird aufgewunden. Im Falle eines Fresnel-Spiralreflektors mit einer negativen Brennweite wird das innerste Ende der in der Fläche abgewickelten Spirale in einer bestimmten Entfernung vom Zentrum des Spiralreflektors angeordnet und das äußerste Ende der in der Fläche abgewickelten Spirale, das das innerste Ende des Fresnel-Spiralreflektors ist, wird aufgewunden. Der Windungsgrad bzw. die Anzahl der Windungen bestimmt den Neigungswinkel der Arme bzw. Hinge der Spirale und daher auch die Brennweite des sich ergebenden Reflektors. Es ist daher möglich, mittels Durchführung geringfügiger Justierungen bzw. Nachstellung im Windungsgrad der Ringe des Spiralreflektors, geringfügige Änderungen in der Brennweite durchzuführen.

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Eine andere Version der Vorrichtung zum Auftragen der entwickelten Spirale nach Pig. θ ist in Fig. 9 zu sehen. Diese Vorrichtung ist zur Bildung großer Reflektoren mit unterschiedlichen Durchmessern zweckmäßig. Der unbearbeitete Zuschnitt bzw. Bogen 10 ist zur Rotation an einer Achse 32 befestigt, die ein Kegelradgetriebe 34 umfaßt. Das Kegelradgetriebe 34 greift ineinander mit einem Kegelradgetriebe 36, das auf einer verkeilten Velle bzw. Schiebewelle 38 allein zur axialen Bevegung angebracht ist. Ein Kegelradgetriebe 4θ ist am anderen Ende der Schiebewelle 38 angebracht und greift mit einem Kegelradgetriebe 42 ineinander, das zusammen mit einem Zahnradtrieb bzw. Zahnrad 46 auf einer Achse 44 angebracht ist. Die Achse 44 ist durch einen Führungsstift 48 fixiert. Das Zahnrad 46 steht mit einer Zahnstange 50» die an einer Kurvenscheibe 52 angebracht ist, in Eingriff. Eine der Kurvenscheibe folgende Einrichtung bzw. ein Kurvenscheibenstößel 54 einer Anlenkung 56 wird, wenn die Kurvenscheibe 52 bewegt wird, mittels der Kurvenscheibe 52 gegen die Gegenkraft einer Feder 58 geführt. Hieraus resultiert die Bewegung eines Stiftes 60, der in einer Art und Weise ähnlich der Vorrichtung von Fig. 8 eine Spirale 62 aufzeichnet. Die Kegelradgetriebe 36 und 40 können zur Anpassung an Spiralen unterschiedlicher Größen längs der verkeilten Velle 38 bewegt werden.

Nachdem die entwickelte Spirale in den sich daraus ergebenden Fresnel-Spiralreflektor aufgewunden ist, ist es notwendig, die Arme bzw. Ringe lagefest anzuordnen und sie in ihrer entsprechenden Lage mit der gewünschten Windungsanzahl bzw. dem gewünschten Verdrehungsbetrag zu halten. Vorzugsweise kann dies durch Verwendung radialer Verbindungsarme getan werden, die sich radial vom Zentrum der Spirale aus erstrecken und mit den Armen bzw. Ringen der Spirale an radialen Punkten befestigt sind. Derartige radiale Arme 70 sind in Fig. 10 gezeigt. Die Spiralarme bzw. Spiralringe 2 können an Anbringungs- bzw. Befestigungspunkten 72 an den Verbindungsarmen 70 angebracht sein. Obwohl in Fig. 10 vier Verbindungsanne gezeigt sind, kann jede andere beliebige Anzahl verwendet werden.

Gemäß einem bevorzugten Verfahren können die Befestigungspunkte auf die in der Fläche abgewickelte Spirale aufgetragen werden

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und der Fresnel-Spiralreflektor kann von der entwickelten Spirale einfach durch die Anbringung der Befestigungspunkte 72 an ihren zugehörigen Verbindungsarmen 70 aufgewunden werden. Die Auftragung der zugehörigen Befestigungspunkte auf der in der Fläche abgewickelten Spirale kann dadurch bewerkstelligt werden, daß die Anzahl der zu verwendenden Verbindungaarme bestimmt wird, der Winkel β zwischen den Verbindungsarmen berechnet wird und unter Verwendung der Gleichung (2) oder (θ) der Winkel "γ- auf der entwickelten Spirale für jeden Verbindungspunkt berechnet wird.

Die Verbindung der Spiralringe 2 mit den stabförmigen Verbindungsarmen 70 an den Verbindungspunkten 72 muß derart durchgeführt werden, daß die Spiralringe an den Verbindungspunkten nicht verdreht werden. Entsprechend einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann dies durch Schaffung von zwei Löchern 7^ i^m innersten Bereich der Spiralringe an jedem Verbindungspunkt bewerkstelligt werden. Ein U-förmiger Längsabschnitt eines Aliiminium- oder rostfreien Stahldrahtes kann dann durch die Löcher 7^ gesteckt bzw. gerutscht werden, derart, daß die Basis des TJ's die zwei Löcher 7^ wie in Fig. 11 gezeigt, verbindet. Die Arme des TI's, die sich über den Unterteil des stabförmigen Verbindungsarmes erstrecken, können dann wie bei 76 in Fig. 11 gezeigt, einwärts gebogen werden. Es ist eine klammerförmige Verbindung, wobei die Klammer von oben durch einen Spiralring hindurchgeht und mindestens teilweise den unteren Bereich eines Verbindungsarmes 70 umfaßt. Hierdurch wird ein Gelenk für den Spiralring geschaffen, damit dieser um seinen innersten Rand schwenkbar ist.

Fig. 10 zeigt die stabförmigen Verbindungsarme 72, wie sie aus einem einzelnen Materialstück geformt werden können. Alternativ dazu können die stabförmigen Verbindungsarme, wie in Fig. 12 gezeigt, bei 82 an einem separaten Mittelstück 80 fest angebracht werden. Das Zentral- bzw. Mittelstück 80 kann eine Zentralbohrung 8*f aufweisen, in der ein Verdübelungsstopfen 86 und ein Drehgriff 88 angeordnet sind. Das Endo der entwickelten Spirale kann in bzw. an dem Stopfen bzw. Stecker 86 angeordnet werden.

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Der Stopfen 86 wird zum Aufwinden der entwickelten Spirale in den spiralförmigen Fresnel-Eeflektor gedreht. Bei Anwendung einer derartigen Technik wird ein Ende der in der Fläche abgewickelten Spirale in einem vorbestimmten Durchmesser bzw. Radius von dem VerdübelungBstopfen 86 befestigt, während das andere Ende in den Stopfen oder Stecker 86 eingefügt und aufgewunden wird, bis die Befestigungspunkte 72 mit ihren zugeordneten Verbindungsarmen 70 ausgerichtet sind.

Das Mittel stück braucht keine Zentralbohrung und keinen Stopfen bzw. Stecker aufzuweisen. In einem derartigen Fall kann die Spirale dadurch aufgewunden werden, daß erst der äußerste Punkt der Spirale an einem der Verbindungsarme angebracht wird. Die Spirale wird dann bis zu ihrem.nächstinneren Streifen aufgewendelt, bis dessen Befestigungspunkt mit dem stabförmigen Verbindungsarm ausgerichtet ist und dieser Befestigungspunkt wird dann an dem Verbindungsarm befestigt. Das Aufwinden wird fortgesetzt und nachfolgende innere Ringe der Spirale werden mit dem Verbindungsarm längs einer radialen Linie unter Erreichung des Mittelpunkts der Spirale und danach nach außen zum gegenüberliegenden Rand, angebracht. Nachdem ein vollständiger Spiraldurchmesser mit den Verbindungsarmen befestigt ist, werden die anderen Befestigungspunkte angebracht.

Das Gestell zur Lagebefestigung der aufgewundenen Spirale braucht nicht in der Form radialer Verbindungsarme zu sein, sondern kann eigentlich in der Form eines ein Gitternetz definierenden Gestells sein. Ein derartiges Gitter bzw. Gitternetz würde leichter zu produzieren sein und hätte eine größere Festigkeit als die Gesteilanordnung radialer Arme.

Eine Form eines derartigen Gitternetzes ist in Fig. 1A- gezeigt. Dieses Gitternetz besteht aus gleichseitigen Dreiecken. Die Arme einiger der gleichseitigen Dreiecke bilden sich kreuzende Stä- ^e 90, die die primären Anbringungspunkte der Spirale sein könnten. Die Spirale könnte auch an anderen Anbringungspunkten, wo sie das Gitternetz kreuzt, befestigt sein.

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Eine zweite Form eines Gitternetzes ist in Fig. 15 veranschaulicht. Dieses Gitternetz besteht aus einer Vielzahl von Quadraten. Das Gitternetz hat einen Mittelpunkt 100, von dem aus sich radiale Stäbe 102, die von den Armen einiger der Quadrate definiert bzw. gebildet werden, erstrecken. Die Spirale könnte an

Befestigungspunkten 104 mit diesen radialen Armen befestigt werden, ebenso aber an anderen Punkten dee Gitternetzes, wo der Rand der Spirale das Gitternetz kreuzt. Selbstverständlich iiind auch andere Gitternetzformen möglich.
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Beispiel:

Es wurde gewünscht, einen spiralförmigen Fresnel-Reflektor mit folgenden Parametern zu bauen:

einem Radius von ca. 571»5 mm (22,5")» einer Brennweite von ca. 1085,85 mm (42,75")» einem max. theoretischen Konzentrationsverhältnis von 1000 und 8 Befestigungsarmen.

Diese Parameter wurden in die Gleichungen (i) bis (6) eingesetzt, woraus sich

eine Arm- bzw. Ringbreite von ca. 27,38 mm (i,o78"), ein flacher Radius von ca. 588,64 mm (23,175") und eine minimale Brennpunktbreite von ca. 30,73 mm (1,21")

ergab. Es wurde ein Computer verwendet, um die oben entwickelte Spirale wie in Fig. 13 gezeigt, aufzutragen. Die Spirale wurde längs ihrer Spirallinie ausgeschnitten und Löcher für den Befestigungsdraht wurden in die Spirale geschnitten. Danach wurden die Verbindungfuirme konstruiert, die aus Vierkantrohr waren, das an einer Zentral s teile mit einem Sperrholz-Mittelstück mittels Vierkantmuttern und Unterlegscheiben verbunden war.

Die Spiralringe wurden danach, wie oben beschrieben, mit den stabförmigen Verbindungsarmen durch die Drähte T6 verbunden. Der daraus resultierende Reflektor wurde um 17 Uhr nachmittags an einem sonnigen Tag getestet, wobei ein Konzentrationsverhältnis von 500 "Sonnenstärken" (suns) gemessen wurden.

Die gewundene Spirale braucht nicht in einer flachen Ebene zu liegen. Der gewundene Fresnel-Reflektor kann auch die Form eines

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hohlen Kegels oder eines hohlen, abgestumpften Kegels, insbesondere eines umgekehrten Hohlkegels, haben. Dies kann durch ein Gestell in der Form eines Hohlkegels oder eines Kegelstumpfes bewerkstelligt werden. Ebenso wie beim flachen Fresnel-Spiralreflektor kann die Spirale aus einem einzigen Bogen Flachmaterial geschnitten werden und auf dem konischen Gestell aufgewunden werden. Der Neigungswinkel jedes Punktes auf der gewundenen, konischen Spirale würde so eingerichtet werden, daß Licht durch einen vorgewählten Brennpunkt f reflektiert wird.

Mindestens vier verschiedene Typen konischer Fresnel-Spiralreflektoren sind möglich. Ein erster Typ eines konischen Reflektors hat ein vollständig konisches Trägergestell bzw. Unterstützungsgestell mit einem Gestellwinkel t^ , der größer ist als der Neigungswinkel des Spiralringes an einer vorgegebenen radialen Stelle. Im weiteren wird hierauf als Reflektor vom Typ (a) Bezug genommen. Ein derartiger Reflektor vom Typ (a) ist in Fig. 17 dargestellt. Wie aus Fig. 17» die eine Querachnitts-Ansicht durch den Reflektor darstellt, entnommen werden kann, ist der Neigungswinkel der Spiralringe an jeder Stelle kleiner als der Neigungswinkel Tf des Gestells bie hinauf zu einem Übergangspunkt T. Aus diesem Grund sind die Spiralringe an ihrem äußersten radialen Punkt am Gestell befestigt. Sofern der Reflektor nach radial auswärts über den Übergangspunkt T hinaus fortge- .

setzt würde, würde der Neigungswinkel der Spiralringe größer werden als der Winkel f zwischen dem Gestell und der Horizontalebene. Dieser Bereich des Reflektors würde einen Reflektor vom Typ (b) bilden.

Fig. 16 zeigt einen konischen spiralförmigen Fresnel-Reflektor, der ein kombinierter Reflektor vom Typ (a) und Typ (B) ist. Wie Fig. 16 entnommen werden kann, erstreckt sich der Reflektor nach radial auswärts über den Übergangspunkt T hinaus, wo der Neigungswinkel der'Spiralringe größer ist als der Winkel "C .

Iⁿ einem derartigen Bereich vom Typ (B) des Reflektors sind die Spiralarme an ihren radial innersten Rändern am Gestell befestigt.

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Es sei bemerkt, daß in einem konischen Reflektor vom reinen Typ (A) der Übergangspunkt T nie erreicht weiden braucht. Das heißt, daß der Reflektor in radialer Richtung an einer Stelle, kurz vor dem Punkt endet, wo der Neigungswinkel der Reflektorringe gleich dem Winkel ΈΓ wird. In dem Fall, in dem der äußerste Spiralring einen Neigungswinkel a\ifweist, der gleich dem Winkel Tf ist, so daß der Übergangspunkt T erreicht ist, kann der äußerste Spiralring flach bzw. eben am Tragarm befestigt werden. Eine derartige Anordnung ist in Fig. 18 gezeigt. In dieser Zeichnung hat das Gestell die Form einer Vielzahl sich in radialer Richtung erstreckender Stäbe 112, die einen viereckigen Querschnitt haben. Die Spiralarme sind an Befestigungspunkten 11^f, die an den äußersten Rändern der Spiralringe liegen, befestigt. Wie bei 116 gezeigt, ist bzw. kann der äußerste Spiralring, der an der Übergangsstel-Ie liegt, sowohl an seinem innersten und äußersten Rand befestigt sein.

Der Reflektor vom Typ (a) hat keine Überdeckung oder Abschattung eines Bereichs des Reflektorringes durch den radial einwärts gelegenen benachbarten Bereich des Spiralringes. Da jedoch die effektive Brennweite der Streifen bzw. Spiralringe mit der Nachaussenverlagerung der Streifen vom Zentrum und aufwärts auf dem konischen Trägergestell abnimmt, trifft das von den äußeren Streifen reflektierte Licht in der Brennpunktebene mit flacheren Winkeln ein. Dies erhöht den Brennpunktdurchmesser, wodurch das erhaltene Konzentrationsverhältnis reduziert wird.

Dort, wo ein Bereich eines konischen Fresnel-Spiralref1ektors planar bzw. horizontal verläuft (das ist der Falle im abgestumpften Bereich eines Kegelstumpfes), wird auf diesen Planartyp im weiteren als auf einen Reflektor vom Typ (P) Bezug genommen. Fig. 19 veranschaulicht einen Reflektor vom kombinierten Typ (p)-(b), bei dem der radial innerste Bereich des Gestells planar ist und der Rest des Gestells konisch, jedoch mit einem Winkel Tf , der kleiner ist als der Neigungswinkel der Spiralringe am radialen Abstand bzw. Rand des konischen Gestells. In einem derartigen Reflektor vom Typ (p)-(B) ändert sich das Traggestell am Übergangspunkt T von der Planarunterstützung zu der konischen

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Unterstützung. Vie aus Fig. 19 entnehmbar, entspricht der Winkel Tf dem Neigungswinkel des Spiralringes an der Übergangsstelle T.

Einen vierten Typ eines konischen Fresnel-Spiralreflektors stellt der in Fig. 20 gezeigte Typ (p)-(a) dar. In diesem Reflektortyp ist der Winkel f derart gewählt, daß die Übergangsstelle T nicht dort ist, wo das Planar-Gestell sich in das konische Gestell ändert, sondern am oder über der äußersten radialen Stelle der Spirale bzw. des Spirn.] ringen hinaus. Kin zweiter Typ eines Übt'rgarigspunktes T1 kommt dort vor, wo sich das Planar-Gestell mit dem konischen Gestellabschnitt schneidet. Wie aus Fig. 20 entnommen werden kann, worden die Spiralringe im (p)-Bereich des Reflektors mit dem Gestell an ihren innersten Rändern befestigt.

Im (A)-Bereich des Reflektors werden die Spiralringe an ihren äußersten Rändern am Gestell befestigt. Dieser zweite Typ des Übergangspunktes T1 kommt dort vor, wo sowohl innererund äußerer Rand des Spiralringes das Gestell benachbart zur Sichüberkreuzung des planaren und konischen Abschnitts, berühren.

Es ist wichtig zu wissen, daß die äußeren Ringe des Fresnel-Spiralref lektors vom Typ (p) oder des Planar-Typs, die größte Überdeckung erfahren und das meiste zur Gesamtfläche des Reflektors beitragen. Der Reflektor vom Typ (p)-(A) schließt eine Überlappung für solche Spiralringbereiche vollständig aus, die am konischen Bereich des Gestelle angebracht sind, d.h. für die · äußersten Spiralringe. Dies trägt dazu bei, das Konzentrationsverhältnis, das von dem Reflektor des Typs (p)-(a) erhalten wird, zu vergrößern im Vergleich zu dem, das von einem Reflektor des Type (P) erhalten wird, der den gleichen Durchmesser, gleiche Brennweite und projezierte Ringbreite hat. Andererseits werden die äußersten Streifen bzw. Spiralringe des Reflektors vom Typ (P)-(A) einen größeren Neigungswinkel haben als die des ähnlichen Reflektors vom Typ (ρ). Dies.trägt dazu bei, die minimale Brennpunktbreite für den Reflektor des Typs (p)-(a) zu vergrößern, wobei das erreichbare Konzentrationsverhältnis reduziert wird. Aus diesem Grund weist der konische Fresnel-Reflektor vom Typ (p)-(a) Aspekte auf, die das erreichbare Konzentrationsverhält-

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nis vergrößern, als auch andere Aspekte, die dieses reduzieren. Durch geeignete Auswahl der Entwurfsparameter ist es für einen Fachmann möglich, den Reflektor vom Typ (P)-(a) zu optimieren, so daß das erhältliche Konzentrationsverhältnis ein Maximum wird.

Im Lichte der obigen Lehren iat en offeneichtlich, daß zahlreiche Änderungen und Variationen der Erfindung möglich sind.

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Claims

Paten-tnnwälie

Dipl-Ing Pip'-Cliem Dipl-Ing

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser

E. r r ι s h ι? r g f * r fi t r a S t» e 1 £*

8 München 60

30. März 1981

GEORGIA TPJCH RESEARCH INSTITUTE North Avenue

Atlanta, Georgia 30332 /V.St.A.

Unser Zeichen: G 1490

Patentansprüche

1y Spiralreflektor, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Längsspirale reflektierenden Flachmaterials mit einem inneren und einem äußeren Ende aufweist, daß eines der Enden befestigt und das andere Ende umfangsmäßig in Richtung der Spirale in einem vorbestimmten Maße aufgewunden ist,

so daß ,jeder Umfangsabschnitt der Spirale in radialer Richtung aus der Spiralebene geneigt ist, um von der Spirale reflektiertes Licht zu fokussieren. 10

2. Spiralreflektor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Mittelstück im Zentrum der Spirale und eine Vielzahl von sich radial vom Mittelstück aus in der Ebene des Reflektors erstreckenden Verbindungsarmen, wobei die Verbindungsarme mit der Spirale an ihren Kreuzungspunkten verbunden sind.

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3. Spiralreflektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelstück eine drehbare Windungseinrichtung aufweist, an der ein Ende der Spirale anbringbar ist.

4·. Spiralreflektor nach Anspruch 2 oder 3> dadurch gekennzeichnet,

daß die Verbindungsarme mit den radial innersten Abschnitten der Spirale verbunden sind.

5· Spiralref lektor nach einem der Ansprüche 1 bis k-, mit einem Reflektorhalter in der Form eines rechtwinkligen Gitternetzes, an dem die Spiralringe an Kreuzungspunkten der Spiralringe und des Gitternetzes anbringbar sind.

6. Spiralref lektor nach einem der Ansprüche 1 bis *f, mit einem Halterungsgestell für den Reflektor in der Form eines gleichseitigen Dreieck-Gitternetzes, wobei die Spiralringe an Kreuzungspunkten der Spiralringe und des Gitternetzes am Gitternetz anbringbar sind.

7. Spiralreflektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet' durch
eine positive Brennweite.

8. Spiralreflektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch
eine negative Brennweite.

9. Spnralreflektor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

daß er zum Fokussieren nichtparalleler Lichtstrahlen ausgelegt ist.

10. Spiralreflektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er im wesentlichen eben ist.

11. Spiralreflektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er in der Form eines hohlen Kegels ausgebildet ist.

12. Spiralreflektor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegel so abgeatumpft ist, daß der radial innerste Abschnitt des Reflektors im wesentlichen eben ist.

15· Spiralreflektor nach Anspruch 11,

mit einer Haiterungyeinrichtung für den Reflektor in der Form eines hohlen Kegels.

Ik. Spiralreflektor nach Anspruch 12,

mit einer Halterungseinrichtung für den Reflektor in der Form eines hohlen, abgestumpften Kegels.

15· Verfahren zur Herstellung eines Reflektors, insbesondere nach einem der Ansprüche 1"bis Ik, gekennzeichnet durch

bilden einer flachen, reflektierenden Spirale vorgegebener Form und

winden der Spirale um eine zur Ebene der flachen Spirale senkrechten Achse, so daß die Spirale in radialer Richtung angewinkelt zur Ebene wird, um einen Reflektor mit einem Brennpunktsbereich zu bilden.

Verfahren zur Herstellung eines Reflektors, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 1k, gekennzeichnet durch

vorsehen eines Spiralmusters einer vorbestimmten Form auf einem flachen Bogen reflektierenden Materials; schneiden des flachen Bozens längs des Spiralmusters zur Bildung einer flachen Spirale aus reflektierendem Material und

winden der Spirale um eine zur Ebene des flachen Bogens senkrechten Achse, so daß die Spirale in radialer Richtung angewinkelt zur Ebene wird, um einen Reflektor mit einem Brennpunktsbereich zu bilden.

17· Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Spirale dadurch gewunden wird, daß der radial innerste Bereich der Spirale auf der Achse angeordnet wird und

Spirale auf der AcI

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daß der radial innerste Bereich der Spirale um die Achse gedreht wird, während der äußere Durchmesser der Spirale bei einem konstanten Wert belassen wird, so daß der Reflektor eine positive Brennweite erhält.

18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Spirale dadurch gewunden wird, daß der radial äußerste Bereich der Spirale auf der Achse angeordnet wird und daß dieser äußerste Bereich der Spirale um die Achse gedreht wird, während der äußere Durchmesser der Spirale bei einem konstanten Wert belassen wird, so daß der Reflektor eine negative Brennweite erhält.

19· Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die gewundene Spirale durch Versehen von Bereichen der

Spirale mit einer Vielzahl von Befestigungsmitteln und durch Verbinden der Befestigungsmittel mit einer Vielzahl starrer Verbindungsglieder mit einem festen Windungsgrad aufrechterhalten wird.
20

20. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,

daß die Form des Spiralmusters und der Windungsgrad der Spirale als Punktion der charakteristischen Merkmale des sich ergebenden Spiralreflektors bestimmt werden. 25

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,

daß das Spiralmuster durch einen Computer, dem die charakteristischen Merkmale einprogrammiert sind, entworfen wird.

22. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiralmuster auf einen flachen um eine Achse rotierenden Bogen aufgetragen wird,

wobei die Einrichtung zum Auftragen des Spiralmusters auf dem flachen Bogen abhängig von einer durch die Rotation des Bogens betätigten Kurvenscheiben-Einrichtung bewegbar ist.

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23. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die gewundene Spirale durch eine Vielzahl von Verbindungsarmen in einer gewundenen Lage gehalten wird, daß die VerbindungHarme sich radial vom Zentrum der gewundenen Spirale erstrecken und mit der gewundenen Spirale an den Punkten, an denen aich die radialen Verbindungsarme und die Spiralringe kreuzen,
verbunden werden.

2k. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die gewundene Spirale durch eine Vielzahl von Verbindungsstäben, die ein rechtwinkeliges Gitternetz bilden, in einer gewundenen Lage gehalten wird, daß die gewundene Spirale mit dem Gitternetz an den Punkten, an denen sich die Spiralringe und das Gitternetz kreuzen, verbunden wird.

25· Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die gewundene Spirale durch eine Vielzahl von Verbindungsstäben, die ein gleichseitiges Dreiecks-Gitternetz bilden, in einer gewundenen Lage gehalten wird, und daß die gewundene Spirale mit dem Gitternetz an den Punkten, an denen sich die Spiralringe und das Gitternetz kreuzen, verbunden wird.

26. Verfahren nach Anspruch 23» dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Verbindungsarme mit einem Zentralstück in der Achse, senkrecht zur Ebene des flachen Bogens, verbunden werden,

daß die Spirale mit einem Abschnitt des Zentralstücks verbunden wird,

und daß die Spirale durch Drehen des Abschnitts des Zentralstücks aufgewunden wird.

27. Vorrichtung zum Auftragen einer vorbestimmten Spirale auf einen rotierenden Bogen Flachmaterials, gekennzeichnet durch
eine Achse um die der Bogen rotiert,

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einen rait dem flachen Bogen drehbaren Zahntrieb", eine in Abhängigkeit von der Rotation des Zahntriebes bewegbare Zahnstange,

eine mit der Zahnstange bewegbare Kurvenscheibe einer vorbestimmten Konfiguration, und

eine an den Bogen angrenzende Auftragungseinrichtung, die in Umfangsrichtung des drehenden Bogens befestigt und in Abhängigkeit von der Kurvenscheibe in radialer Richtung des drehenden Bogens beweglich ist, ' so daß durch die radial bewegliche Auftragungseinrichtung eine vorbestimmte Spirale auf dem rotierenden Bogen aufgetragen wird.

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